package com.atguigu.avl;

public class AVLTreeDemo {

  public static void main(String[] args) {
    // int[] arr = {4,3,6,5,7,8};
    // int[] arr = { 10, 12, 8, 9, 7, 6 };
    int[] arr = {10, 11, 7, 6, 8, 9};
    // 创建一个 AVLTree对象
    AVLTree avlTree = new AVLTree();
    // 添加结点
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
      avlTree.add(new Node(arr[i]));
    }

    // 遍历
    System.out.println("中序遍历");
    avlTree.infixOrder();

    System.out.println("在平衡处理~~");
    System.out.println("树的高度=" + avlTree.getRoot().height()); // 3
    System.out.println("树的左子树高度=" + avlTree.getRoot().leftHeight()); // 2
    System.out.println("树的右子树高度=" + avlTree.getRoot().rightHeight()); // 2
    System.out.println("当前的根结点=" + avlTree.getRoot()); // 8
  }
}

// 创建AVLTree
class AVLTree {
  private Node root;

  public Node getRoot() {
    return root;
  }

  // 查找要删除的结点
  public Node search(int value) {
    if (root == null) {
      return null;
    } else {
      return root.search(value);
    }
  }

  // 查找父结点
  public Node searchParent(int value) {
    if (root == null) {
      return null;
    } else {
      return root.searchParent(value);
    }
  }

  // 编写方法:
  // 1. 返回的 以node 为根结点的二叉排序树的最小结点的值
  // 2. 删除node 为根结点的二叉排序树的最小结点
  /**
   * @param node 传入的结点(当做二叉排序树的根结点)
   * @return 返回的 以node 为根结点的二叉排序树的最小结点的值
   */
  public int delRightTreeMin(Node node) {
    Node target = node;
    // 循环的查找左子节点，就会找到最小值
    while (target.left != null) {
      target = target.left;
    }
    // 这时 target就指向了最小结点
    // 删除最小结点
    delNode(target.value);
    return target.value;
  }

  // 删除结点
  public void delNode(int value) {
    if (root == null) {
      return;
    } else {
      // 1.需求先去找到要删除的结点 targetNode
      Node targetNode = search(value);
      // 如果没有找到要删除的结点
      if (targetNode == null) {
        return;
      }
      // 如果我们发现当前这颗二叉排序树只有一个结点
      if (root.left == null && root.right == null) {
        root = null;
        return;
      }

      // 去找到targetNode的父结点
      Node parent = searchParent(value);
      // 如果要删除的结点是叶子结点
      if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
        // 判断targetNode 是父结点的左子结点，还是右子结点
        if (parent.left != null && parent.left.value == value) { // 是左子结点
          parent.left = null;
        } else if (parent.right != null && parent.right.value == value) { // 是由子结点
          parent.right = null;
        }
      } else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) { // 删除有两颗子树的节点
        int minVal = delRightTreeMin(targetNode.right);
        targetNode.value = minVal;

      } else { // 删除只有一颗子树的结点
        // 如果要删除的结点有左子结点
        if (targetNode.left != null) {
          if (parent != null) {
            // 如果 targetNode 是 parent 的左子结点
            if (parent.left.value == value) {
              parent.left = targetNode.left;
            } else { // targetNode 是 parent 的右子结点
              parent.right = targetNode.left;
            }
          } else {
            root = targetNode.left;
          }
        } else { // 如果要删除的结点有右子结点
          if (parent != null) {
            // 如果 targetNode 是 parent 的左子结点
            if (parent.left.value == value) {
              parent.left = targetNode.right;
            } else { // 如果 targetNode 是 parent 的右子结点
              parent.right = targetNode.right;
            }
          } else {
            root = targetNode.right;
          }
        }
      }
    }
  }

  // 添加结点的方法
  public void add(Node node) {
    if (root == null) {
      root = node; // 如果root为空则直接让root指向node
    } else {
      root.add(node);
    }
  }

  // 中序遍历
  public void infixOrder() {
    if (root != null) {
      root.infixOrder();
    } else {
      System.out.println("二叉排序树为空，不能遍历");
    }
  }
}

// 创建Node结点
class Node {
  int value;
  Node left;
  Node right;

  public Node(int value) {

    this.value = value;
  }

  // 返回左子树的高度
  public int leftHeight() {
    if (left == null) {
      return 0;
    }
    return left.height();
  }

  // 返回右子树的高度
  public int rightHeight() {
    if (right == null) {
      return 0;
    }
    return right.height();
  }

  // 返回 以该结点为根结点的树的高度
  public int height() {
    return Math.max(left == null ? 0 : left.height(), right == null ? 0 : right.height()) + 1;
  }

  // 左旋转方法
  private void leftRotate() {

    // 创建新的结点，以当前根结点的值
    Node newNode = new Node(value);
    // 把新的结点的左子树设置成当前结点的左子树
    newNode.left = left;
    // 把新的结点的右子树设置成带你过去结点的右子树的左子树
    newNode.right = right.left;
    // 把当前结点的值替换成右子结点的值
    value = right.value;
    // 把当前结点的右子树设置成当前结点右子树的右子树
    right = right.right;
    // 把当前结点的左子树(左子结点)设置成新的结点
    left = newNode;
  }

  // 右旋转
  private void rightRotate() {
    Node newNode = new Node(value);
    newNode.right = right;
    newNode.left = left.right;
    value = left.value;
    left = left.left;
    right = newNode;
  }

  // 查找要删除的结点
  /**
   * @param value 希望删除的结点的值
   * @return 如果找到返回该结点，否则返回null
   */
  public Node search(int value) {
    if (value == this.value) { // 找到就是该结点
      return this;
    } else if (value < this.value) { // 如果查找的值小于当前结点，向左子树递归查找
      // 如果左子结点为空
      if (this.left == null) {
        return null;
      }
      return this.left.search(value);
    } else { // 如果查找的值不小于当前结点，向右子树递归查找
      if (this.right == null) {
        return null;
      }
      return this.right.search(value);
    }
  }

  // 查找要删除结点的父结点
  /**
   * @param value 要找到的结点的值
   * @return 返回的是要删除的结点的父结点，如果没有就返回null
   */
  public Node searchParent(int value) {
    // 如果当前结点就是要删除的结点的父结点，就返回
    if ((this.left != null && this.left.value == value)
        || (this.right != null && this.right.value == value)) {
      return this;
    } else {
      // 如果查找的值小于当前结点的值, 并且当前结点的左子结点不为空
      if (value < this.value && this.left != null) {
        return this.left.searchParent(value); // 向左子树递归查找
      } else if (value >= this.value && this.right != null) {
        return this.right.searchParent(value); // 向右子树递归查找
      } else {
        return null; // 没有找到父结点
      }
    }
  }

  @Override
  public String toString() {
    return "Node [value=" + value + "]";
  }

  // 添加结点的方法
  // 递归的形式添加结点，注意需要满足二叉排序树的要求
  public void add(Node node) {
    if (node == null) {
      return;
    }

    // 判断传入的结点的值，和当前子树的根结点的值关系
    if (node.value < this.value) {
      // 如果当前结点左子结点为null
      if (this.left == null) {
        this.left = node;
      } else {
        // 递归的向左子树添加
        this.left.add(node);
      }
    } else { // 添加的结点的值大于 当前结点的值
      if (this.right == null) {
        this.right = node;
      } else {
        // 递归的向右子树添加
        this.right.add(node);
      }
    }

    // 当添加完一个结点后，如果: (右子树的高度-左子树的高度) > 1 , 左旋转
    if (rightHeight() - leftHeight() > 1) {
      // 如果它的右子树的左子树的高度大于它的右子树的右子树的高度
      if (right != null && right.leftHeight() > right.rightHeight()) {
        // 先对右子结点进行右旋转
        right.rightRotate();
        // 然后在对当前结点进行左旋转
        leftRotate(); // 左旋转..
      } else {
        // 直接进行左旋转即可
        leftRotate();
      }
      return; // 必须要!!!
    }

    // 当添加完一个结点后，如果 (左子树的高度 - 右子树的高度) > 1, 右旋转
    if (leftHeight() - rightHeight() > 1) {
      // 如果它的左子树的右子树高度大于它的左子树的高度
      if (left != null && left.rightHeight() > left.leftHeight()) {
        // 先对当前结点的左结点(左子树)->左旋转
        left.leftRotate();
        // 再对当前结点进行右旋转
        rightRotate();
      } else {
        // 直接进行右旋转即可
        rightRotate();
      }
    }
  }

  // 中序遍历
  public void infixOrder() {
    if (this.left != null) {
      this.left.infixOrder();
    }
    System.out.println(this);
    if (this.right != null) {
      this.right.infixOrder();
    }
  }
}
